韩国忠南大学Adv. Sci.：通过物理和化学界面控制提高全固态锂金属电池性能

锂金属电池(LMBs)具有一些局限性，例如高可燃性和锂枝晶生长。全固态LMBs (ASSLMBs)是传统液态电解质(LE)基LMBs有前景的替代品。然而，制备具有高离子电导率和低电极-电解质界面电阻的固态电解质具有挑战性。

韩国忠南大学Kyung Jin Lee、Hyun-Suk Kim等提出了一种基于物理和化学处理降低电极和Li_6.25La₃Zr₂Al_0.25O₁₂/聚偏二氟乙烯-共六氟丙烯复合固态复合电解质（SCE）之间界面电阻的策略。

图1 电池的制造工艺示意图

为在宏观尺度上最大限度地减少界面失配，通过热蒸发沉积锂金属以在SCE上形成共形薄膜。此外，SCE表面通过等离子体处理进行改性，以增加锂金属和固体电解质之间的锂离子扩散路径，从而进一步降低界面电阻。

这里选择在先前研究中优化的a-V₂O_5-x薄膜正极用于制造高性能ASSLMBs。然后，通过滴铸在正极上形成固态电解质。最后，通过热蒸发将锂金属负极直接沉积在固态电解质上。

图2 材料表征

制备的SCE具有高离子电导率（80°C 时为4.2×10⁻⁴ S cm⁻¹）、长期稳定性和宽工作电位范围。因此，所提出的连续生长过程大大降低了ASSLMBs的界面电阻，从而改善了电化学性能。

结果，实现了高性能ASSLMBs，其在50 °C和5 C 下容量为136.13 mAh g^-1，并具有超过1000次循环的优异循环性能。所提出的ASSLMBs制备方法有效地降低了电极-电解质界面电阻，并有望与现有的 LIBs制备工艺相结合。

图3 电化学性能

Improved Performance of All-Solid-State Lithium Metal Batteries via Physical and Chemical Interfacial Control. Advanced Science 2021. DOI: 10.1002/advs.202103433

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韩国忠南大学Adv. Sci.：通过物理和化学界面控制提高全固态锂金属电池性能

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